Az erdélyi tudomány hírei
- Tájkép blog 2014 - 2019. LE:NOTRE hírek
- A kettős elem víz és a befogadás az építészeti programokba a 20. század első felében
- Építészeti örökség és archetipikus tájképi megközelítések a környezeti veszélyekkel szemben
- Az utcaprofil kialakításának adaptálása természetalapú megoldások alkalmazásával az új városrészekben és az épületek utólagos átalakításában
- Molekulák ionizációja elektronokkal és pozitronokkal
- A madarak oxidatív állapotának kapcsolata a repülés energetikájához kapcsolódó tulajdonságokkal
- Aranyosszéki katonatörténetek: Néprajzi, antropológiai elemzés
- Univerzális exponenciális skálázódás az axonhossz-eloszlásokban egy durva felbontási modellen keresztül
- Normalizált q-Bessel függvények csillagszerűségi sugarának aszimptotikus hatványsora
- Az IGF-1 ivarfüggő oxidatív károsodást és mortalitást okoz
- Az agy dinamikájának hátterében a robusztus funkcionális architektúrát meghatározó komplex korrelációs mintázatok hierarchiája áll
- A vallás szerepe az etnokulturális identitások (újra)termelésében - nemzetközi konferencia
- Nyelvész életidők, életpályák Erdélyben címmel jelent meg Péntek János új tanulmánykötete
- A BBTE és a TINS kutatói forradalmi módszert dolgoztak ki az agy aktivitásának tanulmányozására
- Egylépcsős technika klórzoxazon-tartalmú amorf szilárd diszperzió előállítására centrifugális szálképző eljárással
- Pályázati lehetőségek a Domusnál
- A Loktanella atrilutea-ból származó fenilalanin ammónia-liáz biokatalitikus felhasználási lehetőségei
- Az Ureibacillus thermosphaericus-ból származó rekombináns D-aminosav dehidrogenáz immobilizálása
- Kutatásszemléleti, -módszertani és -történeti összefüggések a magyar néprajztudományban - konferenciafelhívás
- A tollakból mért δ34S izotóp földrajzi eloszlása Európában
Önerősítéses polipropilén kompozitok ultrahangos hegesztése
A Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Polimertechnika Tanszéke, az MTA–BME Kompozittechnológiai Kutatócsoport és a Sapientia EMTE kutatóinak együttműködése során végzett kísérleteket önerősítéses polipropilén kompozitok ultrahangos hegesztésére, mely könnyű és erős anyagot eredményezett, új lehetőséget teremtve a jármű- és sportszergyártásban, illetve az energiaiparban való alkalmazásban.
Az önerősítéses polipropilén kompozitok egyre elterjedtebbek az iparban – különösen a járműgyártásban, ahol többek között különböző utastéri elemek előállítására használják – főleg mivel újrahasznosíthatók, újra feldolgozhatók, egyes mechanikai tulajdonságaik pedig hasonlóak a hagyományos üveg-, avagy szénszállal erősített kompozitokéhoz. Ezen anyagok esetében mind az erősítőszál, mind a mátrix ugyanabba az anyagtípusba tartozik. Előállításuk gyors, gazdaságos és könnyen automatizálható. Műanyagok esetében az egyik leggyakrabban használt hegesztési eljárás az ultrahangos hegesztés, amelynek során mechanikus rezgés nyomán keletkezik hő.
A kutatás során ultrahanggal hegesztett önerősítéses polipropilén kompozitok (APPC) átlapolt kötéseinek a mechanikai tulajdonságait vizsgálták, összehasonlítva azokat a kompozitlap nyírási tulajdonságaival. A hegesztett munkadaraboknál mért nyíróerő a legtöbb esetben nagyobb volt, mint a hegesztetlen APPC esetében. Bár az ultrahangos hegesztés következtében az erősítő polimerszálak a hegesztési övezetben részben megolvadtak, a varrat erős maradt, mert a magas hőfok és nyomás javított az APPC rétegek megszilárdításán.
A kísérletek során 35x35 centiméteres kompozitlapot használtak, amelynek mátrixa kopolimerből extrudált filmréteg, az erősítőszál pedig erősen nyújtott polipropilénszalagokból szőtt anyag volt. Ebből hegesztés és tesztelés céljára 25 milliméter széles csíkokat vágtak. Az így kapott hegesztett munkadarabokon, illetve hegesztetlen mintákon különböző nyíróvizsgálatokat végeztek el, majd optikai mikroszkóppal elemezték a kialakult szerkezetet. A hegesztett darabok nyíróereje nagyobb volt, mint a hegesztetlen APPC-lapé szinte valamennyi alkalmazott hegesztési idő esetében, csupán a nagyon rövid idők eredményeztek alacsonyabb értéket. A kísérletekből kiderült, hogy a legnagyobb nyíróerőt eredményező hegesztési idő 0,5 és 0,7 másodperc közötti. Energiavezető alkalmazásával, amellett, hogy csökken a szükséges energiamennyiség, a nyíróerő kismértékben tovább növelhető.
A hegesztett anyag jobb mechanikai tulajdonságaira a magyarázat a mátrix és az erősítőszál között a hő és a nyomás hatására létrejött erősebb kapcsolat. Az ultrahangosan hegesztett APPC könnyű és erős anyag, amely számos területen nyerhet alkalmazást: gépkocsigyártásban a műszerfalak előállításánál, de az energiaiparban vagy a sportszergyártásban is.
Illusztráció: Az energiavezetővel hegesztett varrat keresztmetszetének transzmissziós optikai mikroszkópos képe. A középső, bekeretezett részben látható az energiavezető által megolvasztott övezet.
Fehér felületek: mátrixanyag, fekete és szürke területek: erősítőszálak.
A kutatás eredményeit tartalmazó tanulmány teljes szövegének elérhetősége:
Zoltán Kiss, Tamás Temesi, Enikő Bitay, Tamás Bárány, Tibor Czigány
Ultrasonic welding of all‐polypropylene composites
Journal of Applied Polymer Science 2019, 137, 48799, IF=2.188
A Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Polimertechnika Tanszéke, az MTA–BME Kompozittechnológiai Kutatócsoport és a Sapientia EMTE kutatóinak együttműködése során végzett kísérleteket önerősítéses polipropilén kompozitok ultrahangos hegesztésére, mely könnyű és erős anyagot eredményezett, új lehetőséget teremtve a jármű- és sportszergyártásban, illetve az energiaiparban való alkalmazásban.
Az önerősítéses polipropilén kompozitok egyre elterjedtebbek az iparban – különösen a járműgyártásban, ahol többek között különböző utastéri elemek előállítására használják – főleg mivel újrahasznosíthatók, újra feldolgozhatók, egyes mechanikai tulajdonságaik pedig hasonlóak a hagyományos üveg-, avagy szénszállal erősített kompozitokéhoz. Ezen anyagok esetében mind az erősítőszál, mind a mátrix ugyanabba az anyagtípusba tartozik. Előállításuk gyors, gazdaságos és könnyen automatizálható. Műanyagok esetében az egyik leggyakrabban használt hegesztési eljárás az ultrahangos hegesztés, amelynek során mechanikus rezgés nyomán keletkezik hő.
A kutatás során ultrahanggal hegesztett önerősítéses polipropilén kompozitok (APPC) átlapolt kötéseinek a mechanikai tulajdonságait vizsgálták, összehasonlítva azokat a kompozitlap nyírási tulajdonságaival. A hegesztett munkadaraboknál mért nyíróerő a legtöbb esetben nagyobb volt, mint a hegesztetlen APPC esetében. Bár az ultrahangos hegesztés következtében az erősítő polimerszálak a hegesztési övezetben részben megolvadtak, a varrat erős maradt, mert a magas hőfok és nyomás javított az APPC rétegek megszilárdításán.
A kísérletek során 35x35 centiméteres kompozitlapot használtak, amelynek mátrixa kopolimerből extrudált filmréteg, az erősítőszál pedig erősen nyújtott polipropilénszalagokból szőtt anyag volt. Ebből hegesztés és tesztelés céljára 25 milliméter széles csíkokat vágtak. Az így kapott hegesztett munkadarabokon, illetve hegesztetlen mintákon különböző nyíróvizsgálatokat végeztek el, majd optikai mikroszkóppal elemezték a kialakult szerkezetet. A hegesztett darabok nyíróereje nagyobb volt, mint a hegesztetlen APPC-lapé szinte valamennyi alkalmazott hegesztési idő esetében, csupán a nagyon rövid idők eredményeztek alacsonyabb értéket. A kísérletekből kiderült, hogy a legnagyobb nyíróerőt eredményező hegesztési idő 0,5 és 0,7 másodperc közötti. Energiavezető alkalmazásával, amellett, hogy csökken a szükséges energiamennyiség, a nyíróerő kismértékben tovább növelhető.
A hegesztett anyag jobb mechanikai tulajdonságaira a magyarázat a mátrix és az erősítőszál között a hő és a nyomás hatására létrejött erősebb kapcsolat. Az ultrahangosan hegesztett APPC könnyű és erős anyag, amely számos területen nyerhet alkalmazást: gépkocsigyártásban a műszerfalak előállításánál, de az energiaiparban vagy a sportszergyártásban is.
Illusztráció: Az energiavezetővel hegesztett varrat keresztmetszetének transzmissziós optikai mikroszkópos képe. A középső, bekeretezett részben látható az energiavezető által megolvasztott övezet.
Fehér felületek: mátrixanyag, fekete és szürke területek: erősítőszálak.
A kutatás eredményeit tartalmazó tanulmány teljes szövegének elérhetősége:
Zoltán Kiss, Tamás Temesi, Enikő Bitay, Tamás Bárány, Tibor Czigány
Ultrasonic welding of all‐polypropylene composites
Journal of Applied Polymer Science 2019, 137, 48799, IF=2.188